风电场升压站无人值守远程终端控制经济效益

风电场升压站无人值守远程终端控制经济效益

任晓旭

(国电电力内蒙古新能源开发有限公司内蒙古呼和浩特市010040)

摘要：随着煤炭、石油等能源的逐渐减少，人类越来越重视可再生能源的利用。风力发电是可再生能源中最廉价、最有希望的能源，而且是一种不污染环境的“绿色能源”。风电场选址一般比较偏僻，地理环境比较恶劣，建设比较分散，而风电场运行人员又要了解各风场的运行情况，传统的分散监视与控制不能满足要求且造成了人员浪费。随着无人值守升压站管理模式的推广，升压站巡检制度的建立，通过现有的电力通信网对所属升压站实现远程实时监控、远程故障和意外情况警告接收处理是可行的。基于此，本文主要对风电场升压站无人值守远程终端控制经济效益进行分析探讨。

关键词：风电场升压站；无人值守；远程终端控制；经济效益

1、前言

伴随着现代计算机网络技术和计算机软件技术的发展，远程监控技术正在不断的进步。远程监控技术已经应用到很多领哉，如工程项目、医疗、教学、管理、服务等，带给人们极大的便利。在风电场升压站地处偏远，电站运行维护及管理不方便，解决这些的最好办法就是在风电场升压站实行无人值班，监视和控制通过集控中心远程控制。

2、无人值守远程终端控制可行性分析

2.1近年升压站无人值班的全面实施积累了宝贵经验

升压站自动化是电力系统自动化的重要组成部分。随着无人值守升压站管理模式的推广，升压站巡检制度的建立，通过现有的电力通信网对所属升压站实现远程实时监控、远程故障和意外情况警告接收处理是可行的。电网建设中全面推行220kV及以下升压站的无人值班，已经积累了高电压等级升压站无人值班建设、改造和运行管理的丰富经验，为风电场升压站的无人值班建设打下了坚实的基础。

2.2现有的设备水平为实施无人值班远程终端控制提供了技术可能

目前新上的110kV站都采用计算机监控系统，其一次设备和保护、通讯、自动化可靠性程度较高，对现行技术方案进行优化，基本不需进行大的改造就可实施无人值班。

2.3远程监控系统在无人值守升压站的功能

①监控系统远程监视：监控系统能够同时和各个调度中心EMS/SCADA系统通信，且能对通道状态进行监视。考虑到远程通信的可靠，通信口之间还具有手动/自动切换功能，且MODEM也具有手动/自动切换功能。②监控系统远程控制：监控系统应能正确执行操作员站、各个调度中心和远方监控中心的遥控命令，但同一时刻只能执行一个主站的控制命令。对于控制命令，就地手动控制优先于站级控制层控制，站级控制层控制优先于远方调度控制。③升压站远程查询：能就地或远方（通过FAXMODEM）对远程工作站进行数据库查询、软件组态、参数修改等维护。远程工作站具有可编程的当地维护界面，组态方便且具有在线远方诊断、远方下载、远方配置文件及远方修改参数等功能。④新技术的使用：现有远程监控厂家已研究了成熟的安全超文本传输协议，协议能提供多种安全机制，为服务商提供安全保证，加强可信度。综上所述，无人值守远程终端控制技术是可行的，也是必要的。

3、实施无人值守远程终端控制具有显著的安全和经济效益

对于110kV升压站，参照现在少人值班的运行管理模式规定：2*50兆瓦风电场升压站为12人/站。风电场升压站定员12人，职工人均年工资按5万元计；职工福利费按工资总额的14%计；劳保统筹费按工资总额的34.5%计；住房基金按工资总额的12%计，每年可共节约人工费：96.3万元。

4、实施无人值守远程终端建设方案

4.1监控系统设计原则

数据采集与监视控制SCADA(SupervisoryControlandDataAcquisition)是建立在计算机技术、通信技术、控制技术和传感技术基础上的系统，又称计算机四遥(遥调、遥控、遥测、遥信)系统。各个厂家原通信标准不一，要想实现互操作，还需时日。随着计算机和通信技术的高速发展以及风力发电IEC61400标准的实施，各监控厂家开始执行该标准，以实现信息无翻译传输。虽然这是一个漫长的过程，但前景看好。

随着Internet技术的发展，浏览器界面已经成为计算机桌面的基本平台，将浏览器技术运用于SCADA/EMS(电网调度自动化系统)，将浏览器界面作为EMS的人机界面，对扩大实时系统的应用范围，减少维护工作量非常有利。在新一代SCADA/EMS中，传统的人机界面(MMI)将保留，主要供调度员使用，新增设的Web服务器供非实时用户浏览，以后将逐渐统一为人机界面。

监控系统的设计应考虑110kV无人值班升压站的功能要求，应满足远方控制、监视的需要。通过提高升压站自动化水平实现远程控制。规范信息的采集、分类及处理要求，既要保证上送的信息全面准确详实，又要予以合并分类，避免信息淹没，确保110kV无人值班升电站安全可靠运行。

4.2无人值守远程终端设计方案

风电场监控系统采用无人值守。集控中心作为风场升压站远程控制终端，将实现风场升压站所有监视和控制。根据无人值守升压站设计原则及风电场特点，风电场分为四级监控:

第一级为现地控制单元级，可在各台风力发电机组的现地控制屏上对单元设备进行现地监控；

第二级为集中监控级，可在风电场的中控室的控制台上通过监控计算机对风力发电机组进行集中监控；

第三级为调度级，可在接入升压站或省调对风力发电机组实行远方遥测和遥信；

第四级为集控中心集中控制级，可在集控中心实行远方四遥。其优先级控制顺序为：现地控制优先级最高，集控中心控制优先级第二，远方调度优先级第三，控制输出操作由远方调度下达命令，装置接受命令并返回校核无误，然后跳闸及功率调节。风电场中控室集中控制第四。

4.3无人值守远程终端建设所需注意的问题

系统发生事故或异常情况时，集控中心值班人员应迅速正确地向值班调度员报告有关风电场的保护动作、开关跳闸及设备异常情况，并立即通知维操队检查现场设备。这要求风电场必须交通便利，通信可靠，能保证维操人员在规定时间赶到升压站及时地处理事故。

5、技术经济分析

投资增加费用：集控中心新增主机兼操作员工作站2套，监控软件1套，五防系统1套，图像监控系统柜1面，以太网交换机1台，光纤配线单元一套，纵向加密认证装置2套，共计费用35.3万。17km的光缆及架设费用97万。

人工费用：风场升压站为无人值守站，站内可进行全部操作和监控，集控中心控制室也可以对风场升压站进行操作和监控。升压站电场定员12人，职工人均年工资按5万元计；职工福利费按工资总额的14%计；劳保统筹费按工资总额的34.5%计；住房基金按工资总额的12%计，每年可共节约人工费：96.3万元，按25年算共计可

节约人工费：2407.5万元。

综上所述，若按全寿命周期25年算，风电场升压站无人值守远程终端控制共节省费用为2275.2万元。

6、结语

随着计算机技术、多媒体技术及通讯技术的飞速发展，图像、声音等多媒体信号的数字化处理以及远距离传输的技术已日益成熟，在“四遥”的基础上增加了遥视功能，可较好地解决上述问题，对于实现变电站“无人值守”具有十分重要的意义。通过以上分析和论证，得出以下结论：风电场实行无人值班远程控制可以解决地处偏远，电站运行维护及管理不方便等问题；将会带来较显著的安全和经济效益，进一步促进电网技术进步和管理水平的提高。

参考文献：

［1］孙杨，冉香坤，钟声．大型风电场的计算机远程监控系统［J］．工业技术，2007(23):133－134．

［2］宋晓萍，廖明夫．基于Internet的风电场SCADA系统框架设计［J］．电力系统自动化，2006，30(17):89－93．

［3］王松，姚兴佳，李春影．风电场远程数据采集与监控系统的开发［J］．节能，2001(5):10－12．